20 世纪70年代以来，我国各大湖泊、河流和浅海水域水体的 TN、TP 超标，水体生态系统富营养化严重，导致水藻生长过盛、水体缺氧、水生物死亡。2010年第一次全国污染源普查结果显示，总氮的排放量比例：种植业占59.1%，畜禽养殖业占37.9%，水产养殖业占3.0%；总磷的排放量比例：种植业占38.2%，畜禽养殖业占56.3%，水产养殖业占5.5% 。所以，农业污染就是水体氮磷含量过高的主要来源。
农业污染是个全球性问题，目前己经影响了世界陆地面积的 30-50%，在世界不同程度退化的12 亿公顷耕地中，农业污染贡献率达到 75%左右。
农业污染是指农村地区在农业生产和居民生活过程中产生的、未经合理处置的污染物对水体、土壤和空气及农产品造成的污染。具有原因复杂、影响滞后、发生随机、途径多样、发布范围广, 防治难度大等特征，已成为农产品质量下降以及食品源头污染的主要影响因素。
近50年来, 大量的科学研究已经探索了不同微藻的生长属性和大规模生产技术，而相当一部分已成功应用于清洁能源和食品提供，而微藻在的环境清洁的功能也逐渐被人们发掘并开始深入研究。
因为微藻的生长可以处理废水和废气，利用微藻可以有效的去除废水中的氮、磷、重金属元素等物质，微藻同时还是非常好的农业有机肥料，能够为农作物提供丰富的生长肥料。
微藻对农业污染治理的作用
1.农业污水处理
微藻被公认具有通过营养吸收和产生生物质修复废水的潜力。研究者发现利用丝状固氮蓝藻形成的藻团处理废水中的氮和磷（磷酸盐形态），其最大去除率均能达到90.0%和97.8%。研究还表明鞘丝藻KF644563和席藻KU740239可以修复蒸谷米厂的重污染废水，收获的生物质可以作为缓释磷类生物肥料，处理后的水还可用于作物灌溉，可以防止磷的流失和污染，并可以满足作物短期需求。
2.农业有机污染物修复
研究发现，微藻的生长能吸收并利用土壤中大部分微生物都难以吸收的有机物质甚至有机农药等，有效控制农业的有机污染物。如灰色念珠藻能够降解有机磷农药，且生物降解率最强为91%。从稻田分离的鱼腥藻PD-1可以耐受多氯联苯(PCB)，对氯化二苯-1254的降解半衰期为11.36 d，25 d后的总降解率为84.4%，经过25 d处理，12个类似二英的PCB化合物的降解率为37.4%~68.4% 。伪枝藻BHUS-5可以去除和降解甲基对硫磷，并利用降解后释放的磷。在加藻处理的前6 h内，藻迅速清除甲基对硫磷。球孢鱼腥藻具有清除敌草隆的能力等。
3.农业固体废弃物处理
我国每年产生的农业废弃物都会高达6.5亿吨。其中农作物秸秆为农村地区占比最高的废弃物，而农村大规模的畜牧业和养殖业产生的禽畜粪便量是工业污染排量的四倍，不仅造成了农业环境的大面积污染，同时也是巨大的资源浪费。
研究者发现微藻处理农业固体废弃物，能优化其养分含量比例，作为优质肥料应用到农业生产中。如在马铃薯皮和泥状废物生产乙醇后的残渣中，接种多变鱼腥藻后，发现其氮、磷和钾含量分别比初始含量增加7.66倍、21.66倍和15倍，最终的氮：磷：钾比提高到约2：1：1。研究还表明利用家禽养殖废弃物和CO2培养灰色念珠藻能够生产可生物降解的聚羟基脂肪酸P(3HB-co-3HV)。
4.减少农业碳排放
微藻属于光合自养的低等植物，可以有效利用农田土壤中微生物和植物根系释放的碳，进行自身的营养生长，最后作为有机肥供给作物生长，起到很好的生物固碳作用。研究表明在连续的两季水稻试验过程中红萍+固氮蓝藻处理的水田甲烷通量最低，降低了12%，而水稻产量增加了10%。在大田的研究结果也表明，在强化栽培模式中接种两种基于鱼腥藻的生物膜[鱼腥藻-木霉和鱼腥藻-绿脓杆菌处理的水稻田比传统模式下的稻田甲烷排放量降低50%~80%，在促进水稻生长和增加产量的同时，减碳效果也非常显著。
5.防治农业土壤酸化
土壤中有机质经过微生物分解后会产生有机酸，微生物及植物根系的代谢作用也会产生少量碳酸，使得土壤酸化，不利于作物生长。微藻光合作用需要消耗大量的碳源，这些经过微生物分解后的有机酸例如醋酸，琥珀酸，柠檬酸等都可以作为微藻的碳源，被微藻吸收利用并合成有机物，同时微藻培养后期的pH会逐渐升高高，正好中和土壤变酸的过程。
6.缓解作物亚硝酸盐的影响
农业中化学氮肥的大量施入，虽然在一定程度上增加了作物产量，但也使农业土壤中积累了大量的亚硝酸盐，对作物的品质有很大的影响。微藻可以将二氧化碳与无机氮转化为有机物的一种光合自养植物，且转化效率高。在土壤中接种微藻后，不仅能有效消除土壤中亚硝酸盐的积累，而且一些固氮蓝藻可以直接固定空气中的氮气，为作物提高氮肥，减少化肥的使用，改善农业土壤品质。